本發(fā)明涉及一種機(jī)器人結(jié)構(gòu)，特別涉及一種模具3d堆焊智能機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前全國大型鍛模市場規(guī)模數(shù)十億元，中小型鍛模上千億元(模塊重量＜10噸的為中小型鍛模，10噸～50噸為大型鍛模，超過50噸為超大型鍛模)。隨著國家船舶、大飛機(jī)制造業(yè)等需求迅速提升，世界上最大的超大型模鍛液壓機(jī)(8萬噸)已在中國第二重型機(jī)械集團(tuán)公司投產(chǎn)使用，其使用的超大型鍛模每套重量超過100噸，采用傳統(tǒng)鍛模制造方法，模塊鍛造難度大，鍛透性差，鍛后熱處理硬度低,約為hrc35～38，難以達(dá)到鍛模使用硬度要求(hrc42～48)，制造成本高，制造周期長達(dá)5～6個(gè)月，嚴(yán)重影響了該大型設(shè)備的有效使用。

國內(nèi)外對大型鍛模的研究趨勢：一方面，通過不斷優(yōu)化合金成分，大型鍛模的壽命得到改善；另一方面，在鍛模表面加入元素合金化，在一定程度上也提高了表面性能和鍛模壽命。但對于(超)大型鍛模而言，優(yōu)化合金成分，對提高鍛模的表層耐磨性和壽命很不明顯；在鍛模表面采用合金化等處理法，工藝路線復(fù)雜，成本高，強(qiáng)化層厚度低，在高溫高壓條件下基體表層易變形，根本不能滿足(超)大型鍛模對低成本及高壽命的要求。

為此我們提出一種采用在鑄鋼基體上表層梯度堆焊制備(超)大型鍛模方法，為一個(gè)先制作鑄鋼基體，然后根據(jù)鍛模的工作特點(diǎn)，完成過渡層和工作層的堆焊工藝。目前堆焊是采用先將基體加熱，然后取出，人工焊接的方式，工作效率低，且無法保證穩(wěn)定的焊接材料性能，無法保證焊接中工藝的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種模具3d堆焊智能機(jī)器人，焊接工藝穩(wěn)定、焊接質(zhì)量高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種模具3d堆焊智能機(jī)器人，包括兩條平行的x軸橫梁，兩條所述x軸橫梁通過立柱安裝，在兩條所述x軸橫梁頂面之間安裝兩條y軸橫梁，兩條所述y軸橫梁通過各自獨(dú)立的傳動裝置驅(qū)動沿著x軸橫梁移動，兩條所述y軸橫梁上分別安裝z軸豎向?qū)к?，所述z軸豎向?qū)к壨ㄟ^z軸傳動裝置驅(qū)動沿著y軸橫梁移動，其特征在于：在其中一條y軸橫梁上的z軸豎向?qū)к壣匣瑒影惭b焊接頭，另一條y軸橫梁上的z軸豎向?qū)к壣习惭b焊接去應(yīng)力裝置，所述焊接去應(yīng)力裝置包括高頻錘擊裝置和吸塵裝置，所述高頻錘擊裝置通過錘擊裝置安裝座滑動安裝在z軸豎向?qū)к壣?，所述錘擊裝置安裝座通過安裝在z軸豎向?qū)к壣隙说腻N擊驅(qū)動氣缸帶動沿著z軸豎向?qū)к壣舷乱苿樱凰鑫鼔m裝置包括吸塵嘴、吸塵嘴支座、吸塵軟管和吸塵嘴驅(qū)動氣缸，所述吸塵嘴的上端與吸塵軟管相連，所述吸塵嘴通過吸塵嘴支座滑動安裝在所述z軸豎向?qū)к壣?，所述吸塵嘴驅(qū)動氣缸驅(qū)動吸塵嘴支座沿著z軸豎向?qū)к壣舷禄瑒樱?/p>

兩條所述x軸橫梁之間的下方安裝有模具恒溫加熱裝置。

采用上述方案，模具基體放置在模具恒溫加熱裝置上，保證焊接時(shí)的溫度，以提供穩(wěn)定的焊接材料性能，保證焊接工藝的穩(wěn)定性，提高焊接質(zhì)量。兩條y軸橫梁交替對模具進(jìn)行加工，具體的，先將焊接頭移動過來對模具進(jìn)行堆焊，然后焊接頭退出，焊接去應(yīng)力裝置過來，完成焊接后應(yīng)力消除，對焊接表面進(jìn)行高頻錘擊，高頻錘擊能起到控形、控性的目的，保證焊接后的平面度和內(nèi)部組織均勻性。吸塵裝置吸走焊接表面的焊渣。焊接頭和焊接去應(yīng)力裝置交替工作，這樣，焊接頭工作一段時(shí)間后，退出進(jìn)行降溫。焊接去應(yīng)力裝置接著工作，焊接去應(yīng)力裝置工作完成后，又退出降溫，焊接頭繼續(xù)工作，如此往復(fù)，減少加熱裝置對焊接頭和焊接去應(yīng)力裝置傳動部件及控制元件的影響，保證機(jī)器人長期穩(wěn)定生產(chǎn)，提高機(jī)器人使用壽命。

上述方案中：兩條所述x軸橫梁之間的下方設(shè)置有平車導(dǎo)軌，電動平車安裝在平車導(dǎo)軌上，所述模具恒溫加熱裝置安裝在電動平車上。電動平車完成模具的搬運(yùn)，便于模具進(jìn)出3d堆焊區(qū)域。

上述方案中：所述焊接頭包括焊槍、焊接頭支架、焊槍夾持器、焊槍回轉(zhuǎn)裝置和送絲機(jī)，所述焊接頭支架滑動連接在所述z軸豎向?qū)к壣?，并通過焊接頭驅(qū)動裝置驅(qū)動沿著z軸豎向?qū)к壣舷乱苿樱龊笜尰剞D(zhuǎn)裝置安裝在焊接頭支架的下端，所述焊槍夾持器安裝在焊接頭支架下方，所述焊槍的上端穿過焊槍夾持器與焊槍回轉(zhuǎn)裝置相連，所述焊槍上端與送絲機(jī)相連，所述送絲機(jī)安裝在z軸豎向?qū)к壣隙?。焊槍回轉(zhuǎn)裝置可以完成焊槍的轉(zhuǎn)向動作。

上述方案中：所述焊接頭支架上還設(shè)置有附加支架。附加支架上安裝三維掃描儀和焊接跟蹤器，三維掃描儀可以完成模具的重構(gòu)。焊接跟蹤器跟蹤焊接質(zhì)量，檢查是否有氣泡和焊渣，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。

優(yōu)選的：所述焊接頭驅(qū)動裝置為伺服電機(jī)、齒輪齒條傳動系統(tǒng)。

有益效果：本發(fā)明設(shè)計(jì)的模具3d智能焊接機(jī)器人通過設(shè)置模具恒溫加熱裝置，保證焊接過程中的溫度，保證焊接中的工藝穩(wěn)定性，提高焊接質(zhì)量。通過在兩個(gè)y軸橫梁上分別安裝焊接頭和焊接去應(yīng)力裝置，交替工作，減少由于溫度過高給傳動部件及控制元件帶來的影響，延長使用壽命。采用焊接去應(yīng)力裝置，一方面去掉焊渣、完成焊接后應(yīng)力消除，另一方面保證焊接后的平面度，控制焊接表面形狀及材料組織性能，本發(fā)明可以用于模具的修復(fù)以及3d打印新的模具。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為焊接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為焊接去應(yīng)力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1，如圖1-3所示：本發(fā)明的模具3d堆焊智能機(jī)器人由x軸橫梁1、y軸橫梁2、z軸豎向?qū)к?、焊接頭4、平車導(dǎo)軌5、焊接去應(yīng)力裝置6、電動平車7、模具恒溫加熱裝置組成。

x軸橫梁1為兩條，兩條x軸橫梁1平行設(shè)置，兩條x軸橫梁1通過立柱安裝在地面或底座上，在兩條x軸橫梁1頂面之間安裝兩條y軸橫梁2，兩條y軸橫梁2通過各自獨(dú)立的傳動裝置驅(qū)動沿著x軸橫梁1移動，具體的，在x軸橫梁1頂面鋪設(shè)齒條，y軸橫梁2上安裝齒輪，齒輪與齒條嚙合，y軸橫梁2通過伺服電機(jī)、齒輪齒條傳動系統(tǒng)控制在x軸橫梁1上移動，實(shí)現(xiàn)x向精確運(yùn)動。伺服電機(jī)、齒輪齒條傳動系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。

兩條y軸橫梁2上分別安裝z軸豎向?qū)к?，z軸豎向?qū)к?通過z軸傳動裝置驅(qū)動沿著y軸橫梁2滑動，z軸傳動裝置為伺服電機(jī)絲桿傳動系統(tǒng)，此系統(tǒng)也為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。

在其中一條y軸橫梁2上的z軸豎向?qū)к?上滑動安裝焊接頭4。具體的：焊接頭4包括焊槍4-1、焊接頭支架4-2、焊槍夾持器4-3、焊槍回轉(zhuǎn)裝置4-4和送絲機(jī)4-5，焊接頭支架4-2滑動連接在z軸豎向?qū)к?上，并通過焊接頭驅(qū)動裝置驅(qū)動沿著z軸豎向?qū)к?上下移動，焊接頭驅(qū)動裝置也為伺服電機(jī)、齒輪齒條傳動系統(tǒng)，z軸豎向?qū)к?上安裝豎向齒條，焊接頭支架4-2上安裝齒輪，伺服電機(jī)帶動齒輪在齒條上移動。焊槍回轉(zhuǎn)裝置4-4安裝在焊接頭支架4-2的下端，焊槍回轉(zhuǎn)裝置4-4為包括回轉(zhuǎn)盤，回轉(zhuǎn)盤通過伺服電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)，焊槍夾持器4-3安裝在焊接頭支架4-2下方，焊槍4-1的上端穿過焊槍夾持器4-3與焊槍回轉(zhuǎn)裝置4-4相連，焊槍4-1上端穿過回轉(zhuǎn)盤與送絲機(jī)4-5相連，送絲機(jī)4-5安裝在z軸豎向?qū)к?上端。焊接頭支架4-2上還設(shè)置有附加支架4-6。附加支架4-6上安裝三維掃描儀和焊接跟蹤器，圖中未畫出三維掃描儀和焊接跟蹤器。

另一條y軸橫梁2上的z軸豎向?qū)к?上安裝焊接去應(yīng)力裝置6，具體的：焊接去應(yīng)力裝置包括高頻錘擊裝置6-1和吸塵裝置，高頻錘擊裝置6-1的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。高頻錘擊裝置6-1通過錘擊裝置安裝座6-3滑動安裝在z軸豎向?qū)к?的溜板上的輔助導(dǎo)軌上，溜板滑動連接在z軸豎向?qū)к壣?，錘擊裝置安裝座6-3通過安裝在z軸豎向?qū)к?上端的錘擊驅(qū)動氣缸6-4帶動沿著z軸豎向?qū)к?上下移動；錘擊驅(qū)動氣缸6-4的活塞桿與錘擊裝置安裝座6-3相連。吸塵裝置包括吸塵嘴6-2、吸塵嘴支座6-5、吸塵軟管6-6和吸塵嘴驅(qū)動氣缸6-7，吸塵嘴6-2的上端與吸塵軟管6-6相連，吸塵軟管6-6與吸塵機(jī)相連，吸塵嘴通過吸塵嘴支座6-5滑動安裝在z軸豎向?qū)к?上的另一個(gè)溜板的輔助導(dǎo)軌上，另一個(gè)溜板也滑動連接在z軸豎向?qū)к壣?，吸塵嘴驅(qū)動氣缸6-7驅(qū)動吸塵嘴支座6-5沿著z軸豎向?qū)к?上下滑動，吸塵嘴驅(qū)動氣缸6-7的活塞桿與吸塵嘴支座6-5相連。吸塵嘴驅(qū)動氣缸6-7安裝在z軸豎向?qū)к壍纳隙恕?/p>

兩條x軸橫梁1之間的下方設(shè)置有兩條平車導(dǎo)軌5，平車導(dǎo)軌5裝在地面或底座上，電動平車7安裝在平車導(dǎo)軌5上，模具恒溫加熱裝置安裝在電動平車7上。

使用時(shí)，模具基體放置在模具恒溫加熱裝置上，保證焊接時(shí)的溫度，以提供穩(wěn)定的焊接材料性能，保證焊接工藝的穩(wěn)定性，提高焊接質(zhì)量。兩條y軸橫梁2交替對模具進(jìn)行加工，具體的，先將焊接頭4移動過來對模具進(jìn)行堆焊，然后焊接頭退出，焊接去應(yīng)力裝置6過來，完成焊接后應(yīng)力消除，對焊接表面進(jìn)行高頻錘擊，高頻錘擊能起到控形、控性的目的，保證焊接后的平面度和內(nèi)部組織均勻性。吸塵裝置吸走焊接表面的焊渣。焊接頭和焊接去應(yīng)力裝置交替工作，這樣，焊接頭工作一段時(shí)間后，退出進(jìn)行降溫。焊接去應(yīng)力裝置接著工作，焊接去應(yīng)力裝置工作完成后，又退出降溫，焊接頭繼續(xù)工作，如此往復(fù)，減少加熱裝置對焊接頭和焊接去應(yīng)力裝置傳動控制元件的影響，保證機(jī)器人長期穩(wěn)定生產(chǎn)，提高機(jī)器人使用壽命。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化?？傊脖炯夹g(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。